JP2016141611A - Composition for joint - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for joint high in joint strength when joining a material to be jointed containing a metal or oxide or the like in a joint part.SOLUTION: There is provided a composition for joint containing tin as a main component, silver of 0.5 to 11.0 mass% and iridium, where the content of tin is preferably 60% or more, further preferably 84% or more, especially preferably 92 mass% or more. There is provided a composition for joint further containing, by mass%, 0.001≤Ir≤1.0%, 0.001≤Al≤0.8%, 0≤Ge≤1.0%, 0≤Ni≤1.0%, 0≤Cu≤0.1%, 0≤Mg≤0.5% and 0.0001≤O≤2.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、接合用組成物に関する。   The present invention relates to a bonding composition.

金属や、酸化物等を接合部分に含む被接合材料を接合する際に用いることができる接合用組成物について従来から検討がなされてきた。特に、接合部分に酸化物を含む被接合材料を接合することは困難であることから、被接合材料の接合部分に酸化物を含む場合でも接合することが可能な接合用組成物について検討がなされている。   Conventionally, a bonding composition that can be used when bonding a material to be bonded that includes a metal, an oxide, or the like in a bonding portion has been studied. In particular, since it is difficult to bond a material to be bonded containing an oxide to the bonding portion, a bonding composition that can be bonded even when an oxide is included in the bonding portion of the material to be bonded has been studied. ing.

例えば特許文献1には、質量%で、Ag:2.0〜15.0%、Al:0.1超〜6.0%を含み、残部Snおよび不可避的不純物からなることを特徴とする酸化物接合用はんだ合金が開示されている。   For example, Patent Document 1 includes, in mass%, Ag: 2.0 to 15.0%, Al: more than 0.1 to 6.0%, and the remaining Sn and inevitable impurities. A solder alloy for joining objects is disclosed.

特許第4669877号Patent No. 46669877

しかしながら、近年は被接合材料を接合した際に、さらに高い接合強度を発揮する接合用組成物が求められるようになっている。このため、特許文献1に開示された酸化物接合用はんだ合金でも接合強度が十分ではないという問題があった。   However, in recent years, there has been a demand for a bonding composition that exhibits higher bonding strength when bonding materials to be bonded. For this reason, even the solder alloy for oxide bonding disclosed in Patent Document 1 has a problem that the bonding strength is not sufficient.

上記従来技術が有する問題に鑑み、本発明は接合強度が高い接合用組成物を提供することを目的とする。   In view of the problems of the above-described conventional technology, an object of the present invention is to provide a bonding composition having high bonding strength.

上記課題を解決するため本発明の一態様では、スズ、銀、及びイリジウムを含有しており、
前記スズを主成分として含有し、
前記銀を0.5質量%以上11.0質量%以下含有する接合用組成物を提供する。
In one embodiment of the present invention to solve the above problems, tin, silver, and iridium are contained,
Containing tin as a main component,
A bonding composition containing 0.5% by mass or more and 11.0% by mass or less of the silver is provided.

本発明の一態様によれば、接合強度が高い接合用組成物を提供することができる。   According to one embodiment of the present invention, a bonding composition having high bonding strength can be provided.

実施例、比較例において、接合強度を評価するための3点曲げ試験の概略説明図。In an Example and a comparative example, the schematic explanatory drawing of the 3 point | piece bending test for evaluating joining strength. 3点曲げ試験用の試験片の作製手順の説明図。Explanatory drawing of the preparation procedure of the test piece for a three-point bending test. 実施例、比較例において、接合面の真空封止特性を評価するリーク試験の概略説明図。The schematic explanatory drawing of the leak test which evaluates the vacuum sealing characteristic of a joint surface in an Example and a comparative example.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and the following embodiments are not departed from the scope of the present invention. Various modifications and substitutions can be made.

本実施形態ではまず、接合用組成物の一構成例について説明を行う。   In this embodiment, first, one structural example of the bonding composition will be described.

本実施形態の接合用組成物は、スズ、銀、及びイリジウムを含有しており、スズを主成分として含有し、銀を0.5質量%以上11.0質量%以下含有する。   The bonding composition of the present embodiment contains tin, silver, and iridium, contains tin as a main component, and contains 0.5% by mass or more and 11.0% by mass or less of silver.

以下に本実施形態の接合用組成物が含有することができる各成分について説明する。
(スズ)
本実施形態の接合用組成物は上述のように、スズ(Sn)を主成分として含有する。スズは、被接合材料と、接合用組成物との熱膨張差を緩和することができる。さらに、スズは接合用組成物の溶融温度を引き下げる働きを有する。
Below, each component which the composition for joining of this embodiment can contain is demonstrated.
(Tin)
As described above, the bonding composition of this embodiment contains tin (Sn) as a main component. Tin can relieve the difference in thermal expansion between the material to be joined and the composition for joining. Furthermore, tin has a function of lowering the melting temperature of the bonding composition.

なお、接合用組成物中において主成分として含有されているとは、例えば接合用組成物中に最も多く含まれている成分であることを意味しており、接合用組成物中に60質量%以上含有されている成分であることが好ましい。   The phrase “contained as a main component in the bonding composition” means, for example, the component that is contained most in the bonding composition, and is 60% by mass in the bonding composition. It is preferable that it is the component contained above.

特に、接合用組成物中のスズの含有量は例えば、84質量%以上であることがより好ましく、92質量%以上であることがさらに好ましい。   In particular, the content of tin in the bonding composition is, for example, more preferably 84% by mass or more, and further preferably 92% by mass or more.

これは接合用組成物中のスズの含有量が84質量%以上の場合、上述した被接合材料と、接合用組成物との熱膨張差の緩和、及び接合用組成物の溶融温度の低下について、特に高い効果を示すからである。   In the case where the tin content in the bonding composition is 84% by mass or more, the relaxation of the difference in thermal expansion between the above-described bonded material and the bonding composition and the decrease in the melting temperature of the bonding composition This is because a particularly high effect is exhibited.

接合用組成物中のスズの含有量の上限値は特に限定されるものではないが例えば、99質量%以下であることが好ましく、98質量%以下であることがより好ましい。   The upper limit of the content of tin in the bonding composition is not particularly limited, but is preferably 99% by mass or less, and more preferably 98% by mass or less.

上述のように、本実施形態の接合用組成物はスズ以外に銀、及びイリジウムを含有する。そして、これらの成分を含有することにより、被接合材料の接合強度を特に高めることができる。また、銀、イリジウム以外にも後述する任意の成分を添加することができる。このため、これらのスズ以外の成分の含有量を十分に確保するため、上述のように、スズの含有量は99質量%以下であることが好ましい。
(銀)
本実施形態の接合用組成物は上述のように、銀を含有する。
As described above, the bonding composition of the present embodiment contains silver and iridium in addition to tin. And by containing these components, the joining strength of a to-be-joined material can be raised especially. In addition to silver and iridium, optional components described later can be added. For this reason, in order to fully ensure content of components other than these tin, as above-mentioned, it is preferable that content of tin is 99 mass% or less.
(Silver)
As described above, the bonding composition of this embodiment contains silver.

接合用組成物が銀を含有することで、被接合材料の接合部分に酸化物が含まれている場合でも高い接合強度を発揮できる。   When the bonding composition contains silver, high bonding strength can be exhibited even when an oxide is contained in the bonded portion of the material to be bonded.

これは、銀は酸素と結びつくことができるため、銀を含有することで被接合材料の接合部分に含まれる酸化物との結合性や、濡れ性を向上させることができるためである。   This is because silver can be combined with oxygen, and by containing silver, it is possible to improve the bondability with an oxide contained in the bonded portion of the material to be bonded and the wettability.

なお、接合用組成物が酸素と結びつき酸化皮膜を形成した場合には、かえって被接合材料との接合が妨げられる場合があるが、酸素と結びついた銀は酸化皮膜とはならずに主に接合用組成物内部に含まれると考えられる。そして、接合用組成物が銀を含有することで接合用組成物自体に酸化皮膜が生じることを抑制することもできる。   Note that when the bonding composition forms an oxide film combined with oxygen, the bonding with the material to be bonded may be hindered. However, the silver combined with oxygen does not form an oxide film but is mainly bonded. It is thought that it is contained in the composition for use. And it can also suppress that an oxide film arises in the composition for joining itself because the composition for joining contains silver.

また、本実施形態の接合用組成物は上述のようにスズを主成分として含有することができるが、スズは比較的柔らかい金属であるため、スズのみでは十分な接合強度を得ることができない。これに対して、本実施形態の接合用組成物は、スズと銀とを同時に含有することで、スズと銀とが金属間化合物を形成し、接合用組成物の接合強度を高めることが可能になる。   Moreover, although the composition for joining of this embodiment can contain tin as a main component as mentioned above, since tin is a comparatively soft metal, sufficient joining strength cannot be obtained only with tin. On the other hand, the bonding composition of the present embodiment contains tin and silver at the same time, so that tin and silver can form an intermetallic compound, thereby increasing the bonding strength of the bonding composition. become.

本実施形態の接合用組成物中の銀の含有量は0.5質量%以上である。本実施形態の接合用組成物中の銀の含有量は好ましくは1.0質量%以上であり、より好ましくは1.5質量%以上である。   The silver content in the bonding composition of this embodiment is 0.5% by mass or more. The content of silver in the bonding composition of the present embodiment is preferably 1.0% by mass or more, and more preferably 1.5% by mass or more.

これは接合用組成物中の銀の含有量が0.5質量%以上の場合、上述のようにスズと銀とが十分な量の金属間化合物を形成し、接合用組成物の接合強度を高めることができるからである。   When the silver content in the bonding composition is 0.5% by mass or more, tin and silver form a sufficient amount of intermetallic compound as described above, and the bonding strength of the bonding composition is increased. This is because it can be increased.

また、本実施形態の接合用組成物中の銀の含有量の上限値は11.0質量%以下である。本実施形態の接合用組成物中の銀の含有量の上限値は好ましくは10.0質量%以下であり、より好ましくは8.5質量%以下である。   Moreover, the upper limit of content of silver in the composition for joining of this embodiment is 11.0 mass% or less. The upper limit of the silver content in the bonding composition of the present embodiment is preferably 10.0% by mass or less, and more preferably 8.5% by mass or less.

これは、上述のようにスズと銀とは金属間化合物を形成することができるが、スズと銀との金属間化合物は硬いものの、脆い特性を有しており、係る金属間化合物の含有量が増えすぎると、かえって接合強度が低下する場合がある。このため、銀の含有量を11.0質量%以下とし、係る金属間化合物が接合用組成物中に必要以上に増加しないようにすることが好ましいからである。
(イリジウム)
本実施形態の接合用組成物は上述のように、イリジウムを含有する。
As described above, tin and silver can form an intermetallic compound, but the intermetallic compound of tin and silver is hard, but has brittle characteristics, and the content of such intermetallic compound If the amount increases too much, the bonding strength may decrease. For this reason, it is because it is preferable to make content of silver into 11.0 mass% or less so that the intermetallic compound may not increase more than necessary in the joining composition.
(iridium)
As described above, the bonding composition of the present embodiment contains iridium.

本発明の発明者らは、被接合材料を接合した際の接合強度をさらに高めることができる接合用組成物の組成について、鋭意検討を行った。そして、これまで接合用組成物の構成材料として用いられることがなかった、イリジウム(Ir)を含有することで気密性や接合強度を高めることができることを見出した。   The inventors of the present invention diligently studied the composition of the bonding composition that can further increase the bonding strength when the materials to be bonded are bonded. And it discovered that airtightness and joining strength could be improved by containing iridium (Ir) which was not used as a constituent material of the composition for joining until now.

また、本発明の発明者らの検討によると、接合用組成物がイリジウムを含有することで、被接合材料間を接合するために、接合用組成物を溶融させた際にボイドの発生を低減できる効果も有する。これは接合用組成物にイリジウムを添加することにより、接合用組成物を溶融させた溶融金属の表面張力を低下させ、ガスの巻き込みを低減できることや、接合用組成物に含まれる合金の結晶粒を微細化できることによるものだと考えられる。   Further, according to the study of the inventors of the present invention, the bonding composition contains iridium, so that the generation of voids is reduced when the bonding composition is melted in order to bond the materials to be bonded together. It also has an effect that can be achieved. This is because, by adding iridium to the bonding composition, the surface tension of the molten metal obtained by melting the bonding composition can be reduced, and the entrainment of gas can be reduced, and the crystal grains of the alloy contained in the bonding composition This is thought to be due to the fact that it can be made finer.

接合用組成物を溶融させた際にボイドが発生すると、接合面積が低下するが、イリジウムを含有する本実施形態の接合用組成物によればボイドの発生を抑制できるため、リーク経路の発生を低減することができ、気密性を高めることができる。さらには十分な接合面積を確保することができ接合強度を高めることができる。   When voids are generated when the bonding composition is melted, the bonding area is reduced, but according to the bonding composition of the present embodiment containing iridium, the occurrence of voids can be suppressed. It can reduce, and airtightness can be improved. Furthermore, a sufficient bonding area can be secured and the bonding strength can be increased.

従来の接合用組成物は、その含有成分によっては、接合用組成物を溶融させ、被接合材料を接合する際に、接合用組成物の表面に酸化物の膜である酸化皮膜が発生する場合があった。このように接合用組成物の表面に一旦酸化皮膜が発生すると、接合用組成物を塗り拡げることや被接合材料と接合することが困難になる。そこで、被接合材料に接合用組成物を溶融、塗布、接合する際、従来は係る酸化物の膜を破壊するために、超音波振動を加えながら加熱できる超音波はんだごてが用いられていた。   Depending on the content of the conventional bonding composition, when the bonding composition is melted and the materials to be bonded are bonded, an oxide film, which is an oxide film, is generated on the surface of the bonding composition. was there. As described above, once an oxide film is generated on the surface of the bonding composition, it becomes difficult to spread the bonding composition or bond to the material to be bonded. Therefore, when a bonding composition is melted, applied, and bonded to a material to be bonded, an ultrasonic soldering iron that can be heated while applying ultrasonic vibration has been used to destroy the oxide film. .

これに対して、本実施形態のイリジウムを含有する接合用組成物によれば、接合用組成物を溶融させた際にその表面に酸化皮膜が発生することを抑制できる。このため、上述の超音波はんだごてではなく、加熱機能のみを備えたはんだごてを用いて、接合用組成物を塗り拡げることや被接合材料と接合させることが可能になる。あるいは、接合用組成物と被接合材料を接触させた状態で加熱すると、はんだごてを用いずとも接合用組成物が濡れ広がり、被接合材料と接合することも可能である。従って、被接合材料に接合用組成物を溶融、塗布する際のはんだごて等の加工装置の制約が低減され、作業性を高めることが可能になる。   On the other hand, according to the bonding composition containing iridium of the present embodiment, it is possible to suppress the generation of an oxide film on the surface when the bonding composition is melted. For this reason, it becomes possible to spread the joining composition or to join the material to be joined using a soldering iron having only a heating function instead of the above-described ultrasonic soldering iron. Alternatively, when the joining composition and the material to be joined are heated in a contact state, the joining composition spreads out without using a soldering iron and can be joined to the material to be joined. Accordingly, restrictions on a processing apparatus such as a soldering iron when the bonding composition is melted and applied to the material to be bonded are reduced, and workability can be improved.

本実施形態の接合用組成物のイリジウムの含有量は特に限定されるものではないが、例えば、0.001質量%以上とすることができる。本実施形態の接合用組成物のイリジウムの含有量は好ましくは0.005質量%以上であり、より好ましくは0.008質量%以上である。   The iridium content of the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, and can be, for example, 0.001% by mass or more. The content of iridium in the bonding composition of the present embodiment is preferably 0.005% by mass or more, and more preferably 0.008% by mass or more.

これは、イリジウムの含有量を0.001質量%以上とすることにより、接合用組成物により被接合材料を接合する際に、接合強度を十分に高めることが可能になるからである。また、接合用組成物を溶融し、被接合材料を接合する際にボイドの発生や、酸化皮膜の発生を特に抑制することが可能になり好ましいからである。   This is because when the content of iridium is 0.001% by mass or more, the bonding strength can be sufficiently increased when the materials to be bonded are bonded by the bonding composition. Moreover, it is because it becomes possible to suppress especially generation | occurrence | production of a void and generation | occurrence | production of an oxide film, when melt | dissolving a joining composition and joining a to-be-joined material.

本実施形態の接合用組成物のイリジウムの含有量の上限値についても特に限定されるものではないが、例えば、1.0質量%以下とすることができる。本実施形態の接合用組成物のイリジウムの含有量の上限値は好ましくは0.8質量%以下であり、より好ましくは0.5質量%以下である。   The upper limit of the iridium content of the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, but may be, for example, 1.0% by mass or less. The upper limit of the iridium content of the bonding composition of the present embodiment is preferably 0.8% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less.

これはイリジウムの含有量が1.0質量%を超えると、接合用組成物の融点が上昇する場合があるためである。   This is because if the iridium content exceeds 1.0 mass%, the melting point of the bonding composition may increase.

また、本発明の発明者らの検討によると、イリジウムの含有量が1.0質量%以下であれば上述のように、接合用組成物を溶融した際にその表面に酸化皮膜が発生することをより確実に抑制できるためである。   Further, according to the study by the inventors of the present invention, when the iridium content is 1.0% by mass or less, as described above, when the bonding composition is melted, an oxide film is generated on the surface thereof. It is because it can suppress more reliably.

ここまで、本実施形態の接合用組成物に含まれる、スズ、銀、イリジウムについて説明したが、本実施形態の接合用組成物はさらに任意の成分を含むこともできる。任意の成分について以下に説明する。
(アルミニウム)
本実施形態の接合用組成物は、さらにアルミニウム(Al)を含有することもできる。
So far, tin, silver, and iridium included in the bonding composition of the present embodiment have been described. However, the bonding composition of the present embodiment may further include an arbitrary component. The optional components are described below.
(aluminum)
The bonding composition of the present embodiment can further contain aluminum (Al).

接合用組成物を溶解した際に接合用組成物に含まれるアルミニウムは酸化物となる傾向が強い。このため、被接合材料の接合部分に酸化物が含まれている場合に、該接合部分の酸化物と接合用組成物とが結合しやすくなり、接合用組成物と、酸化物を含む該接合部分との濡れ性が向上し、高い接合強度を発揮することが可能になるからである。   When the bonding composition is dissolved, aluminum contained in the bonding composition tends to be an oxide. For this reason, when an oxide is included in the bonding portion of the material to be bonded, the oxide in the bonding portion and the bonding composition are easily bonded, and the bonding composition and the bonding including the oxide This is because the wettability with the part is improved and high bonding strength can be exhibited.

本実施形態の接合用組成物のアルミニウムの含有量は特に限定されるものではないが、例えば、0.001質量%以上とすることができる。本実施形態の接合用組成物のアルミニウムの含有量は好ましくは0.01質量%以上であり、より好ましくは0.03質量%以上である。   The aluminum content of the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, and can be, for example, 0.001% by mass or more. The aluminum content of the bonding composition of the present embodiment is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more.

これは、接合用組成物のアルミニウムの含有量が0.001質量%以上の場合、被接合材料の接合部分に含まれる酸化物と、接合用組成物との濡れ性を特に高め、接合強度を高めることができるからである。   This is because, when the aluminum content of the bonding composition is 0.001% by mass or more, the wettability between the oxide contained in the bonded portion of the material to be bonded and the bonding composition is particularly improved, and the bonding strength is increased. This is because it can be increased.

また、本実施形態の接合用組成物のアルミニウムの含有量の上限値は特に限定されないが、例えば、0.8質量%以下とすることができる。本実施形態の接合用組成物のアルミニウムの含有量の上限値は好ましくは0.5質量%以下であり、より好ましくは0.3質量%以下である。   Moreover, the upper limit of the aluminum content of the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, but may be, for example, 0.8% by mass or less. The upper limit of the aluminum content of the bonding composition of the present embodiment is preferably 0.5% by mass or less, and more preferably 0.3% by mass or less.

これは、上述のようにアルミニウムは接合用組成物を溶融した時に酸化物を形成する傾向があるが、アルミニウムの含有量が0.8質量%を超えると、接合用組成物を溶融した際に、接合用組成物内に過度に酸化物を生じる恐れがあるからである。   This is because, as described above, aluminum tends to form an oxide when the bonding composition is melted, but when the aluminum content exceeds 0.8% by mass, the bonding composition is melted. This is because an oxide may be excessively formed in the bonding composition.

接合用組成物内に過度に酸化物が生じると、例えば接合用組成物の表面に該酸化物が析出し酸化皮膜が形成される恐れがある。接合用組成物の表面に酸化皮膜が生じると、被接合材料との接合強度が低下したり、凝固収縮により接合用組成物全体がポーラスな状態となり、被接合材料の接合部分について気密性が低下したりする恐れがある。   If an oxide is excessively generated in the bonding composition, for example, the oxide may be deposited on the surface of the bonding composition to form an oxide film. If an oxide film is formed on the surface of the bonding composition, the bonding strength with the material to be bonded decreases, or the entire bonding composition becomes porous due to solidification shrinkage, and the airtightness of the bonded portion of the material to be bonded decreases. There is a risk of doing.

また、被接合材料を溶融、接合した際に、アルミニウムが接合用組成物から分離し、アルミニウム層を形成する場合がある。しかし、接合用組成物のアルミニウムの含有量が0.8質量%以下の場合、アルミニウム層を形成しても接合強度に与える影響はほとんどない。このため、アルミニウムの含有量は0.8質量%以下であることが好ましい。   In addition, when the materials to be joined are melted and joined, aluminum may be separated from the joining composition to form an aluminum layer. However, when the aluminum content of the bonding composition is 0.8% by mass or less, even if an aluminum layer is formed, the bonding strength is hardly affected. For this reason, it is preferable that content of aluminum is 0.8 mass% or less.

なお、本実施形態の接合用組成物中には、後述するゲルマニウムおよびアルミニウムを同時に含有することもできる。両者を同時に含有する場合は、合計で1.8質量%以下であることが好ましい。   Note that the bonding composition of the present embodiment may contain germanium and aluminum described later at the same time. When both are contained simultaneously, it is preferable that it is 1.8 mass% or less in total.

また、本実施形態の接合用組成物は他の任意の成分として、ゲルマニウム(Ge)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、マグネシウム(Mg)から選択される1種類以上の金属を含有することもできる。以下各成分について説明する。
(ゲルマニウム)
上述のように、本実施形態の接合用組成物はさらに、ゲルマニウムを含有することもできる。
Further, the bonding composition of the present embodiment contains one or more metals selected from germanium (Ge), nickel (Ni), copper (Cu), and magnesium (Mg) as other optional components. You can also. Each component will be described below.
(germanium)
As described above, the bonding composition of the present embodiment can further contain germanium.

接合用組成物を溶解した際に接合用組成物に含まれるゲルマニウムは酸化物となる傾向が強い。このため、被接合材料の接合部分に酸化物が含まれている場合に、該接合部分の酸化物と接合用組成物とが結合しやすくなり、接合用組成物と、酸化物を含む該接合部分との濡れ性が向上し、高い接合強度を発揮することが可能になるからである。   When the bonding composition is dissolved, germanium contained in the bonding composition tends to be an oxide. For this reason, when an oxide is included in the bonding portion of the material to be bonded, the oxide in the bonding portion and the bonding composition are easily bonded, and the bonding composition and the bonding including the oxide This is because the wettability with the part is improved and high bonding strength can be exhibited.

本実施形態の接合用組成物のゲルマニウムの含有量は特に限定されるものではないが、例えば、0質量以上とすることができる。本実施形態の接合用組成物のゲルマニウムの含有量は好ましくは0.01質量%以上である。   The germanium content of the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, and can be, for example, 0 mass or more. The germanium content of the bonding composition of the present embodiment is preferably 0.01% by mass or more.

また、本実施形態の接合用組成物のゲルマニウムの含有量の上限値は特に限定されないが、例えば、1.0質量%以下とすることができる。本実施形態の接合用組成物のゲルマニウムの含有量の上限値は好ましくは0.8質量%以下であり、より好ましくは0.6質量%以下である。   Moreover, the upper limit value of the germanium content of the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, but may be, for example, 1.0% by mass or less. The upper limit of the germanium content of the bonding composition of the present embodiment is preferably 0.8% by mass or less, and more preferably 0.6% by mass or less.

ゲルマニウムの含有量が1.0質量%を超えると、接合用組成物を溶融した際に、接合用組成物内に過度に酸化物を生じる恐れがあるからである。接合用組成物内に過度に酸化物が生じると、例えば接合用組成物の表面に該酸化物が析出し酸化皮膜が形成され、被接合物との接合の妨げになる恐れがあるからである。
(ニッケル)
上述のように本実施形態の接合用組成物は、ニッケル(Ni)を含有することができる。
This is because if the content of germanium exceeds 1.0% by mass, an oxide may be excessively generated in the bonding composition when the bonding composition is melted. This is because, if an oxide is excessively generated in the bonding composition, for example, the oxide is deposited on the surface of the bonding composition to form an oxide film, which may hinder the bonding with the object to be bonded. .
(nickel)
As described above, the bonding composition of the present embodiment can contain nickel (Ni).

接合用組成物を溶解した際に接合用組成物に含まれるニッケルは酸化物となる傾向が強い。このため、被接合材料の接合部分に酸化物が含まれている場合に、該接合部分の酸化物と接合用組成物とが結合しやすくなり、接合用組成物と、酸化物を含む該接合部分との濡れ性が向上し、高い接合強度を発揮することが可能になるからである。   When the bonding composition is dissolved, nickel contained in the bonding composition tends to be an oxide. For this reason, when an oxide is included in the bonding portion of the material to be bonded, the oxide in the bonding portion and the bonding composition are easily bonded, and the bonding composition and the bonding including the oxide This is because the wettability with the part is improved and high bonding strength can be exhibited.

本実施形態の接合用組成物のニッケルの含有量は特に限定されるものではないが、例えば、1.0質量%以下とすることができ、0.5質量%以下であることが好ましい。   The nickel content of the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, but can be, for example, 1.0% by mass or less, and preferably 0.5% by mass or less.

これは、被接合材料を溶融、接合した際に、ニッケルが接合用組成物から分離し、ニッケル層を形成する場合がある。しかし、ニッケルの含有量が1.0質量%以下の場合、ニッケル層を形成しても接合強度に与える影響はほとんどない。このため、ニッケルの含有量は1.0質量%以下の範囲であることが好ましい。   In this case, when the materials to be joined are melted and joined, the nickel may be separated from the joining composition to form a nickel layer. However, when the nickel content is 1.0% by mass or less, even if the nickel layer is formed, there is almost no influence on the bonding strength. For this reason, it is preferable that nickel content is the range of 1.0 mass% or less.

本実施形態の接合用組成物のニッケルの含有量の下限値は特に限定されるものではなく、例えば、0質量%以上とすることができる。
(銅)
上述のように本実施形態の接合用組成物は、銅(Cu)を含有することができる。
The lower limit of the nickel content of the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, and can be, for example, 0% by mass or more.
(copper)
As described above, the bonding composition of the present embodiment can contain copper (Cu).

接合用組成物が銅を含有することで、接合用組成物の融点を下げることができる。また、接合用組成物が銅を含有することで、接合用組成物の、被接合材料に対する濡れ性を向上し、高い接合強度を発揮することが可能になるからである。   When the bonding composition contains copper, the melting point of the bonding composition can be lowered. Moreover, it is because it becomes possible to improve the wettability with respect to the to-be-joined material of a joining composition, and to exhibit high joining strength because the joining composition contains copper.

本実施形態の接合用組成物の銅の含有量は特に限定されるものではないが、例えば、0.1質量%以下とすることができる。   Although content of copper of the composition for joining of this embodiment is not specifically limited, For example, it can be 0.1 mass% or less.

これは、銅は上述のように接合用組成物の融点を下げる働きを有しているが、銅の含有量が多くなりすぎると、かえって接合用組成物の融点が上がる場合がある。そこで、銅の含有量を0.1質量%以下とすることで、接合用組成物の融点が上がることをより確実に防ぐことができる。   This is because copper has a function of lowering the melting point of the bonding composition as described above. However, if the copper content is excessively increased, the melting point of the bonding composition may be increased. Then, it can prevent more reliably that melting | fusing point of the composition for joining goes up by making content of copper into 0.1 mass% or less.

本実施形態の接合用組成物の銅の含有量の下限値は特に限定されるものではなく、例えば0質量%以上とすることができる。
(マグネシウム)
上述のように、本実施形態の接合用組成物は、マグネシウム(Mg)を含有することができる。
The lower limit of the copper content of the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, and can be, for example, 0% by mass or more.
(magnesium)
As described above, the bonding composition of the present embodiment can contain magnesium (Mg).

接合用組成物を溶解した際に接合用組成物に含まれるマグネシウムは酸化物となる傾向が強い。このため、被接合材料の接合部分に酸化物が含まれている場合に、該接合部分の酸化物と接合用組成物とが結合しやすくなり、接合用組成物と、酸化物を含む該接合部分との濡れ性が向上し、高い接合強度を発揮することが可能になるからである。   When the bonding composition is dissolved, magnesium contained in the bonding composition tends to be an oxide. For this reason, when an oxide is included in the bonding portion of the material to be bonded, the oxide in the bonding portion and the bonding composition are easily bonded, and the bonding composition and the bonding including the oxide This is because the wettability with the part is improved and high bonding strength can be exhibited.

本実施形態の接合用組成物のマグネシウムの含有量は特に限定されるものではないが、例えば、0.5質量%以下とすることができ、0.3質量%以下であることが好ましい。   The magnesium content of the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, but can be, for example, 0.5% by mass or less, and preferably 0.3% by mass or less.

これは、マグネシウムは腐食しやすい金属であるため、マグネシウムの含有量が多すぎると、接合用組成物自体が脆くなる場合があるためである。マグネシウムの含有量を0.5質量%以下とすることにより、腐食の発生をより確実に抑制することが可能になり好ましい。   This is because magnesium is a metal that is easily corroded, and if the magnesium content is too high, the bonding composition itself may become brittle. By making the magnesium content 0.5% by mass or less, it is possible to more reliably suppress the occurrence of corrosion.

本実施形態の接合用組成物のマグネシウムの含有量の下限値は特に限定されるものではなく、例えば、0質量%以上とすることができる。   The lower limit of the magnesium content of the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, and can be, for example, 0% by mass or more.

ここまで、本実施形態の接合用組成物が含有することができる各成分について説明したが、係る材料に限定されるものではない。また、本実施形態の接合用組成物は、例えば接合用組成物を調製する際に発生する不可避成分を含有していてもよい。不可避成分としては特に限定されるものではない。ただし、不可避成分として、Fe、Co、Cr、V、Mn、Sb、Pb、Bi、Zn、As、Cdから選択される1種類以上の元素を含有する場合、上記元素の含有量は合計で0.2質量%以下であることが好ましく、合計で0.05質量%以下であることがより好ましい。   So far, although each component which the composition for joining of this embodiment can contain was demonstrated, it is not limited to the material which concerns. Moreover, the bonding composition of the present embodiment may contain inevitable components that are generated, for example, when preparing the bonding composition. The inevitable component is not particularly limited. However, when one or more elements selected from Fe, Co, Cr, V, Mn, Sb, Pb, Bi, Zn, As, and Cd are contained as unavoidable components, the content of the above elements is 0 in total. It is preferably 2% by mass or less, and more preferably 0.05% by mass or less in total.

これは、上記元素は、接合用組成物の被接合材料に対する濡れ性を低下させる働きがあり、上記元素の合計含有量を0.2質量%以下とすることで、接合用組成物の被接合材料に対する濡れ性が低下することを抑制できるからである。   This is because the element has a function of reducing the wettability of the bonding composition to the material to be bonded, and the total content of the elements is 0.2% by mass or less. It is because it can suppress that the wettability with respect to a material falls.

また、Ga、P、Bはボイド発生の原因となるため、Ga、P、Bから選択される1種類以上の元素を不可避成分として含有する場合、その含有量は合計で0.05質量%以下であることが好ましく、合計で0.01質量%以下であることがより好ましい。   Moreover, since Ga, P, and B cause the generation of voids, when one or more elements selected from Ga, P, and B are contained as inevitable components, the total content is 0.05% by mass or less. It is preferable that it is 0.01 mass% or less in total.

そして、本実施形態の接合用組成物はさらに、酸素を含有することができる。   And the composition for joining of this embodiment can contain oxygen further.

接合用組成物中の酸素は、被接合材料の接合部分に酸化物が含まれている場合に、接合用組成物と、該酸化物を含有する接合部分との接合を促進する成分となる。   Oxygen in the bonding composition is a component that promotes bonding between the bonding composition and the bonding portion containing the oxide when the bonding portion of the material to be bonded contains an oxide.

接合用組成物中に含まれる酸素の状態は特に限定されるものではないが、例えば酸素は金属材料中に溶解した形で含有されていることが好ましい。これは、接合用組成物と、被接合材料との界面において、被接合材料の接合部分の酸化物と、接合用組成物中の金属との間の酸素濃度の傾斜が滑らかになり、接合界面が強固になるからである。   Although the state of oxygen contained in the bonding composition is not particularly limited, for example, oxygen is preferably contained in a dissolved form in the metal material. This is because the oxygen concentration gradient between the oxide of the bonded portion of the material to be bonded and the metal in the bonding composition becomes smooth at the interface between the bonding composition and the material to be bonded. This is because it becomes stronger.

接合用組成物中に酸素を含有させる方法は特に限定されるものではないが、例えば、酸素を含む雰囲気下で接合用組成物を溶解、製造する方法や、酸素を含む雰囲気下で被接合材料との接合作業を行う方法が挙げられる。   The method for containing oxygen in the bonding composition is not particularly limited. For example, a method for dissolving and manufacturing the bonding composition in an atmosphere containing oxygen, or a material to be joined in an atmosphere containing oxygen. And a method of performing the joining work.

なお、被接合材料を接合する前の接合用組成物が、上記接合用組成物中の酸素の含有量を充足していることが好ましい。このため、酸素を含む雰囲気下で接合用組成物を溶解、製造する方法により酸素濃度を調整することが好ましい。   In addition, it is preferable that the bonding composition before bonding the material to be bonded satisfies the oxygen content in the bonding composition. For this reason, it is preferable to adjust oxygen concentration by the method of melt | dissolving and manufacturing the joining composition in the atmosphere containing oxygen.

特に、被接合材料を接合する前の接合用組成物、および接合後の接合用組成物いずれの状態においても、酸素の含有量が上記範囲を充足していることがより好ましい。   In particular, it is more preferable that the oxygen content satisfies the above range in any state of the bonding composition before bonding the materials to be bonded and the bonding composition after bonding.

接合用組成物中の酸素の含有量は特に限定されるものではないが、例えば0.0001質量%以上とすることができ、好ましくは0.0007質量%以上である。   The oxygen content in the bonding composition is not particularly limited, but may be, for example, 0.0001% by mass or more, and preferably 0.0007% by mass or more.

これは酸素の含有量を0.0001質量%以上とすることで、接合強度を高める効果を十分に発揮できるためである。   This is because the effect of increasing the bonding strength can be sufficiently exhibited by setting the oxygen content to 0.0001 mass% or more.

接合用組成物中の酸素の含有量の上限値は特に限定されるものではないが、例えば2質量%以下とすることができ、好ましくは1質量%以下である。   The upper limit of the content of oxygen in the bonding composition is not particularly limited, but may be, for example, 2% by mass or less, and preferably 1% by mass or less.

これは接合用組成物が含有する酸素の量が多くなりすぎると、金属材料表面や内部に酸化物の析出が生じやすくなり、かえって接合強度が低下する恐れがあるためである。このため、上述のように接合用組成物中の酸素の含有量は2質量%以下であることが好ましい。   This is because if the amount of oxygen contained in the bonding composition is excessively large, oxides are likely to be deposited on the surface of the metal material or inside thereof, and the bonding strength may be lowered. For this reason, as described above, the oxygen content in the bonding composition is preferably 2% by mass or less.

なお、ここでいう接合用組成物中の酸素の含有量とは、接合用組成物内部に含まれる酸素の含有量を意味している。すなわち、接合用組成物表面に酸化皮膜が形成されている場合には、該酸化皮膜を除去した後の接合用組成物中の酸素含有量を示している。   Here, the oxygen content in the bonding composition herein means the content of oxygen contained in the bonding composition. That is, when the oxide film is formed on the bonding composition surface, the oxygen content in the bonding composition after the oxide film is removed is shown.

接合用組成物中の酸素量を測定する際に、酸化皮膜の除去方法は特に限定されるものではなく、例えば酸等により接合用組成物の表面を処理することにより除去することができる。   When measuring the amount of oxygen in the bonding composition, the method for removing the oxide film is not particularly limited, and for example, it can be removed by treating the surface of the bonding composition with an acid or the like.

ここまで、本実施形態の接合用組成物について説明したが、本実施形態の接合用組成物により接合する被接合材料については特に限定されるものではなく、各種被接合材料の接合に用いることができる。被接合材料としては例えば、金属や酸化物等が挙げられ、金属同士の接合や、酸化物同士の接合、金属と酸化物との接合に用いることができる。   Up to this point, the bonding composition of the present embodiment has been described. However, the material to be bonded by the bonding composition of the present embodiment is not particularly limited, and may be used for bonding various types of bonded materials. it can. Examples of the material to be joined include metals and oxides, and can be used for joining metals, joining oxides, and joining metals and oxides.

特に、従来は被接合材料の接合部に酸化物を含む場合に、十分な接合強度を出すことが困難であったところ、本実施形態の接合用組成物によれば、高い接合強度を発揮することができる。このため、本実施形態の接合用組成物は、接合部分に酸化物を含む被接合材料を接合する際に特に好適に用いることができる。   In particular, in the past, when an oxide was included in the joint portion of the material to be joined, it was difficult to provide sufficient joint strength. However, according to the joining composition of this embodiment, high joint strength is exhibited. be able to. For this reason, the bonding composition of the present embodiment can be particularly suitably used when bonding a material to be bonded containing an oxide at a bonding portion.

なお、被接合材料の接合部分に含まれる酸化物は特に限定されるものではないが、例えば、ガラス、クロム酸化物、アルミニウム酸化物から選択された1種類以上であることが好ましい。クロム酸化物としては、ステンレス鋼の表面に形成されたクロム酸化物を含む。また、アルミニウム酸化物としては、アルミニウム金属の表面に形成された不動態膜や、酸化アルミニウムを含む。   In addition, although the oxide contained in the junction part of a to-be-joined material is not specifically limited, For example, it is preferable that it is 1 or more types selected from glass, chromium oxide, and aluminum oxide. The chromium oxide includes chromium oxide formed on the surface of stainless steel. Further, the aluminum oxide includes a passive film formed on the surface of aluminum metal and aluminum oxide.

以下に具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Specific examples will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

まず、以下の実施例、比較例において製造した接合用組成物の評価方法について説明する。
(接合強度)
2枚のガラス板を以下の各実施例、比較例で調製した接合用組成物によって接続した試験片を準備し、係る試験片について3点曲げによる試験を行い、接合強度(単位:N/mm)を測定した。
First, the evaluation method of the composition for joining manufactured in the following example and the comparative example is demonstrated.
(Joint strength)
Test pieces were prepared by connecting two glass plates with the bonding compositions prepared in the following examples and comparative examples. The test pieces were tested by three-point bending, and the bonding strength (unit: N / mm). 2 ) was measured.

図1、図2を用いて具体的な試験手順について説明する。図1は、試験片を構成する2枚のガラス板の積層方向と平行な平面における試験片の断面図を模式的に示したものである。また、図2は図1に示す試験片の作製手順についての説明図である。図1、図2について同じ部材については同じ番号を付している。   A specific test procedure will be described with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows a cross-sectional view of a test piece in a plane parallel to the laminating direction of two glass plates constituting the test piece. FIG. 2 is an explanatory diagram for the procedure for producing the test piece shown in FIG. The same numbers are attached to the same members in FIGS.

図1に示すように3点曲げ試験には、2枚のソーダライムガラス基板111、112をお互いがずれた位置で長さ5mmの接着しろにおいて、接合用組成物により構成された接合用組成物部12により接合した試験片を用いた。そして、接合した試験片の底面を支え治具131、132で支持し、接合した試験片の上面側であって、接着しろの部分を抑え治具14を介して、ブロック矢印Aの方向に荷重を加えることで3点曲げ試験を行った。   As shown in FIG. 1, in the three-point bending test, a joining composition constituted by a joining composition at a bonding margin of 5 mm in length at a position where two soda lime glass substrates 111 and 112 are displaced from each other. The test piece joined by the part 12 was used. Then, the bottom surface of the joined test piece is supported by support jigs 131 and 132, and the load is applied in the direction of the block arrow A through the jig 14 on the upper surface side of the joined test piece while suppressing the bonding margin. Was added to perform a three-point bending test.

3点曲げ試験は、接合部が剥がれ2枚のガラス板に分離、または試験片が破壊した時の荷重を測定した。そして測定値を、用いた接合用組成物の接合強度とした。   In the three-point bending test, the load was measured when the joint was peeled off and separated into two glass plates, or the test piece was broken. And the measured value was made into joint strength of the used composition for joining.

荷重評価試験機は、アイコーエンジニアリング(株)社製MODEL−1308を用いた。   Model 1308 manufactured by Aiko Engineering Co., Ltd. was used as the load evaluation tester.

ここで、図1に示した試験片の作製手順について図2を用いて説明する。   Here, a procedure for producing the test piece shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

図2(A)に示すように、1枚が厚さ5mm×長さ30mm×幅30mmのソーダライムガラス基板111、112を2枚用意した。そして、ソーダライムガラス基板111、112の一辺に沿って設けた接着しろ(長さ5mm×幅30mm)に各実施例、比較例で作製した接合用組成物をはんだごて22により300℃に加熱、塗布し、接合用組成物部211、212を形成した。   As shown in FIG. 2A, two soda lime glass substrates 111 and 112 each having a thickness of 5 mm, a length of 30 mm, and a width of 30 mm were prepared. Then, the bonding compositions prepared in the examples and comparative examples are heated to 300 ° C. by the soldering iron 22 on the bonding margin (length 5 mm × width 30 mm) provided along one side of the soda-lime glass substrates 111 and 112. To form bonding composition portions 211 and 212.

その後、各ソーダライムガラス基板111、112、及び塗布した接合用組成物を冷まし、接合用組成物が流動しない程度、具体的にはソーダライムガラス基板111、112の裏表を反転させた場合でも接合用組成物が流れない程度に凝固させた。なお、この際接合用組成物は160℃以下にまで冷却されていた。   After that, the soda-lime glass substrates 111 and 112 and the applied bonding composition are cooled, so that the bonding composition does not flow, specifically even when the front and back of the soda-lime glass substrates 111 and 112 are reversed. The composition was solidified to such an extent that it did not flow. At this time, the bonding composition was cooled to 160 ° C. or lower.

次に、図2(B)に示すように、ソーダライムガラス基板111の表面と裏面とを反転させ、ソーダライムガラス基板111、112の接着しろに塗布、形成した接合用組成物部211、212を接触させた。この状態でソーダライムガラス基板111、112を300℃まで加熱した。   Next, as shown in FIG. 2 (B), the front and back surfaces of the soda lime glass substrate 111 are reversed, and applied and formed on the bonding margins of the soda lime glass substrates 111 and 112. Was brought into contact. In this state, the soda lime glass substrates 111 and 112 were heated to 300 ° C.

加熱後、ソーダライムガラス基板、及び接合用組成物を冷却し、接合用組成物を凝固させることで、図1に示した試験片とした。   After the heating, the soda lime glass substrate and the bonding composition were cooled, and the bonding composition was solidified to obtain the test piece shown in FIG.

なお、ソーダライムガラス基板111、112の接着しろに塗布、形成した接合用組成物部211、212を接触させ、加熱しても、それぞれのソーダライムガラス基板に塗布した接合用組成物部211、212が一体化しない試験片もあった。これは接合用組成物部211、212の表面にごく薄い酸化皮膜が生じているためである。実施例及び比較例1、3においては、図2(C)に示すようにはんだごて23を各ソーダライムガラス基板111、112に塗布、形成した接合用組成物部間に差し込むように軽く接触させるだけで、接合用組成物部211、212の表面に形成された酸化皮膜を容易に破壊し、一体化した接合用組成物部12とすることができた。しかしながら、比較例2、4および5においてはソーダライムガラス基板111、112の接着しろに塗布、形成した接合用組成物部211、212を接触させ、加熱し、はんだごてを接触させても、それぞれのソーダライムガラス基板に塗布、形成した接合用組成物部211、212は接合せず、一体化しなかった。これは接合用組成物部211、212の表面に超音波衝撃機能を持たない加熱機能のみのはんだごてでは破壊できない強固な酸化皮膜が形成されたためだと推認される。
(気密性試験)
図3を用いて気密性試験の方法について説明する。図3は気密性試験の試験片の斜視図を示している。
Note that the bonding composition portions 211 and 212 applied and formed on the soda lime glass substrates even when the bonding composition portions 211 and 212 applied and formed on the margins of the soda lime glass substrates 111 and 112 are brought into contact with each other and heated. Some specimens 212 did not integrate. This is because very thin oxide films are formed on the surfaces of the bonding composition portions 211 and 212. In Examples and Comparative Examples 1 and 3, as shown in FIG. 2 (C), the soldering iron 23 is applied lightly to the soda lime glass substrates 111 and 112 so as to be inserted between the formed composition parts. It was possible to easily destroy the oxide film formed on the surfaces of the bonding composition portions 211 and 212 and to make the bonding composition portion 12 integrated. However, in Comparative Examples 2, 4 and 5, the bonding composition portions 211 and 212 applied and formed on the bonding margin of the soda lime glass substrates 111 and 112 are contacted, heated, and a soldering iron is contacted. The bonding composition portions 211 and 212 applied and formed on each soda lime glass substrate were not bonded and were not integrated. This is presumably because a strong oxide film was formed on the surfaces of the bonding composition portions 211 and 212, which could not be destroyed by a soldering iron having only a heating function without an ultrasonic impact function.
(Airtightness test)
A method of the airtightness test will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a perspective view of a test piece of the airtightness test.

厚さ5mm×長さ50mm×50mmのソーダライムガラス基板31、33を用意した。なお、一方のソーダライムガラス基板33は中央部に3mmφの孔331を予め形成しておいた。そして、各ソーダライムガラス基板31、33の一平面上の周囲に、すなわち四辺に沿って、約2mm幅になるよう、各実施例、比較例で作製した接合用組成物を、ソーダライムガラス基板上で300℃となるようにはんだごてにより加熱し、塗付した。   Soda lime glass substrates 31 and 33 having a thickness of 5 mm × length of 50 mm × 50 mm were prepared. One soda-lime glass substrate 33 had a 3 mmφ hole 331 formed in the center in advance. Then, the soda-lime glass substrates 31 and 33 are bonded to the soda-lime glass substrates using the bonding compositions prepared in the respective examples and comparative examples so as to have a width of about 2 mm around one plane, that is, along the four sides. It heated with the soldering iron so that it might become 300 degreeC above, and it applied.

そして、ソーダライムガラス基板、及び塗布した接合用組成物を冷まし、接合用組成物が流動しない程度、具体的にはソーダライムガラス基板31、33の裏表を反転させた場合でも接合用組成物が流れない程度に凝固させた。なお、この際接合用組成物は160℃以下にまで冷却されていた。   The soda lime glass substrate and the applied bonding composition are cooled to such an extent that the bonding composition does not flow, specifically, even when the front and back of the soda lime glass substrates 31 and 33 are reversed. It solidified to such an extent that it did not flow. At this time, the bonding composition was cooled to 160 ° C. or lower.

次に、ソーダライムガラス基板31、33を、接合用組成物を塗布した面同士が対向するように重ね合せた。この際、各ソーダライムガラス基板に塗布した接合用組成物同士が接触するように配置している。そして、ソーダライムガラス基板31、33を300℃まで加熱、接着した。その後冷却することで試験片とした。   Next, the soda-lime glass substrates 31 and 33 were overlapped so that the surfaces to which the bonding composition was applied face each other. Under the present circumstances, it arrange | positions so that the composition for joining apply | coated to each soda-lime glass substrate may contact. The soda lime glass substrates 31 and 33 were heated to 300 ° C. and bonded. Thereafter, it was cooled to obtain a test piece.

なお、ソーダライムガラス基板31、とソーダライムガラス基板33との間には厚さ0.35mmのステンレス片をスペーサとして設置しているので、内部には0.35mmの高さ空間を持つ容器となっている。   Since a 0.35 mm thick stainless steel piece is installed as a spacer between the soda lime glass substrate 31 and the soda lime glass substrate 33, a container having a height space of 0.35 mm inside It has become.

また、ソーダライムガラス基板を重ね合せ、加熱してもそれぞれのソーダライムガラス基板に塗布した接合用組成物が一体化しない試験片については、はんだごてを接合用組成物間に差し込むように軽く接触させることで一体化させることができた。しかし、比較例2、4および5においては、ソーダライムガラス基板を重ね合せ、接合用組成物同士を接着する際、はんだごてを接触させても3点曲げ試験の場合と同様に接合することができなかった。   In addition, for test specimens where the joining composition applied to each soda lime glass substrate does not integrate even when the soda lime glass substrates are overlaid and heated, lightly so that the soldering iron is inserted between the joining compositions. It was possible to integrate by contacting. However, in Comparative Examples 2, 4 and 5, when soda lime glass substrates are overlaid and the bonding compositions are bonded to each other, bonding is performed in the same manner as in the three-point bending test even if the soldering iron is brought into contact. I could not.

そして、得られた容器に対し、リークディテクタ((株)アルバック製HELIOT700)を用いて、空間を真空脱気しつつ、Heガスを接合各部へ吹き付けながら、そのリーク量を測定した。   And with respect to the obtained container, the amount of leaks was measured using a leak detector (HELIOT 700 manufactured by ULVAC, Inc.) while vacuum degassing the space and blowing He gas to each part of the joint.

測定したリーク量が1.0×10−11(Pa・m/s)以下の場合には合格と判定した。また、測定したリーク量が1.0×10−11(Pa・m/s)超の場合には不合格と判定した。なお、表1中合格は〇、不合格は×と表記している。
(接合用組成物中の酸素含有量の測定)
表2に示す実施例25の接合用組成物に含まれる酸素含有量を以下の(1)〜(3)の手順により測定した。
(1)分析用の試料として、作製した接合用組成物の小片を0.5g用意した。
(2)(1)で用意した接合用組成物の小片の表面に含まれる酸化皮膜の影響を除くため化学エッチングを実施した。
When the measured leak amount was 1.0 × 10 −11 (Pa · m 3 / s) or less, it was determined to be acceptable. Moreover, when the measured leak amount exceeded 1.0 * 10 < -11 > (Pa * m < 3 > / s), it determined with disqualification. In Table 1, “OK” indicates “good”, and “X” indicates failure.
(Measurement of oxygen content in bonding composition)
The oxygen content contained in the bonding composition of Example 25 shown in Table 2 was measured by the following procedures (1) to (3).
(1) As a sample for analysis, 0.5 g of a small piece of the produced bonding composition was prepared.
(2) Chemical etching was performed to remove the influence of the oxide film contained on the surface of the small piece of the bonding composition prepared in (1).

具体的には、接合用組成物の小片と、2倍希釈した塩酸と、を入れたビーカーをウォーターバスにセットし、80℃で12分間加熱した。その後、脱気水でデカンテーションを行い、次いでエタノールでデカンテーションを行った。
(3)(2)で酸化皮膜の除去を行った接合用組成物の試料について酸素濃度を測定した。測定は、酸素・水素分析計(LECO Corporation製 型式:ROH−600)を用いて行った。
Specifically, a beaker containing a small piece of the bonding composition and 2-fold diluted hydrochloric acid was set in a water bath and heated at 80 ° C. for 12 minutes. Thereafter, decantation was performed with degassed water, followed by decantation with ethanol.
(3) The oxygen concentration of the sample of the bonding composition from which the oxide film was removed in (2) was measured. The measurement was performed using an oxygen / hydrogen analyzer (LECO Corporation model: ROH-600).

以下に各実施例、比較例の接合用組成物について説明する。
[実施例1]
接合用組成物に含まれる各成分が表1の組成となるようにSn、Ag、Irを秤量、混合し、溶解を行った後、鋳型に流し込み、接合用組成物を作製した。
Below, the composition for joining of each Example and a comparative example is demonstrated.
[Example 1]
Sn, Ag, and Ir were weighed, mixed and dissolved so that each component contained in the bonding composition had the composition shown in Table 1, and then poured into a mold to prepare a bonding composition.

そして、作製した接合用組成物について、上述の接合強度試験、及び気密性試験を実施した。結果を表1に示す。   And about the produced joining composition, the above-mentioned joining strength test and an airtight test were implemented. The results are shown in Table 1.

なお、表1中Snの含有量について「残」と記載しているが、これは表1に示したSn以外の成分の含有量を100質量%から差し引いた残りがSnの含有量になっていることを示している。実施例1以外の実施例、比較例においても同様である。
[実施例2〜実施例25]
接合用組成物を作製する際、各実施例について表1の組成となるように、Sn、Ag、Ir、及び表1に示した各成分を秤量、混合した点以外は、実施例1と同様にして接合用組成物を作製し、評価を行った。なお、実施例25については接合用組成物中の酸素含有量の測定も実施した。
In Table 1, the content of Sn is described as “Remainder”, but this is the content of Sn after subtracting the content of components other than Sn shown in Table 1 from 100% by mass. It shows that. The same applies to Examples and Comparative Examples other than Example 1.
[Examples 2 to 25]
Similar to Example 1 except that Sn, Ag, Ir, and each component shown in Table 1 were weighed and mixed so that each composition had the composition shown in Table 1 when the bonding composition was prepared. Thus, a bonding composition was prepared and evaluated. For Example 25, the oxygen content in the bonding composition was also measured.

評価結果を表1に示す。
[比較例1〜比較例5]
接合用組成物を作製する際、各比較例について表1の組成となるように、各成分を秤量、混合した点以外は、実施例1と同様にして接合用組成物を作製し、評価を行った。
The evaluation results are shown in Table 1.
[Comparative Examples 1 to 5]
When the bonding composition was prepared, the bonding composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that each component was weighed and mixed so that each composition had the composition shown in Table 1. went.

結果を表1に示す。   The results are shown in Table 1.

Figure 2016141611
表1に示した結果によると、Sn、Ag、Irを含有し、かつSnを主成分として含有し、Agの含有量が0.5質量%以上11.0質量%以下となっている実施例1〜実施例25は、Agの含有量が0.5質量%未満若しくは11質量%より大きい、またはIrを含まない、比較例1〜比較例5に対して高い接合強度を示すことが確認できた。特に比較例2、4および5においては、接合用組成物表面に強固な酸化皮膜が形成されていた。このため、上述のように試験片を作製する際に超音波衝撃機能を持たない加熱機能のみのはんだごてを用い、表面に形成された酸化皮膜の破壊を試みたが、接合することさえできず、サンプルの作製ができなかった。
Figure 2016141611
According to the results shown in Table 1, Examples containing Sn, Ag, Ir, containing Sn as a main component, and the Ag content being 0.5 mass% or more and 11.0 mass% or less. It can be confirmed that Examples 1 to 25 show a high bonding strength with respect to Comparative Examples 1 to 5 in which the Ag content is less than 0.5% by mass or more than 11% by mass or does not contain Ir. It was. Particularly in Comparative Examples 2, 4 and 5, a strong oxide film was formed on the surface of the bonding composition. For this reason, when preparing a test piece as described above, an attempt was made to destroy the oxide film formed on the surface using only a heating iron that does not have an ultrasonic impact function, but it could even be joined. The sample could not be prepared.

実施例1〜実施例25の接合用組成物の接合強度と、比較例1〜比較例5の接合用組成物の接合強度との比較から、実施例1〜実施例25の接合用組成物においては、Sn、Ag、及びIrを含有することで接合強度が高められていることを確認できた。   From the comparison of the bonding strength of the bonding compositions of Examples 1 to 25 and the bonding strength of the bonding compositions of Comparative Examples 1 to 5, in the bonding compositions of Examples 1 to 25 Confirmed that the bonding strength was increased by containing Sn, Ag, and Ir.

さらに、実施例1、実施例2と、実施例3〜実施例25との気密試験結果から、Agの含有量を1.5質量%以上とすることにより、接合強度の向上に加えて優れた気密性を発揮することが確認できた。   Furthermore, it was excellent in addition to the improvement of joining strength by making content of Ag into 1.5 mass% or more from the airtight test result of Example 1, Example 2, and Example 3-Example 25. It was confirmed that airtightness was exhibited.

また、実施例25について接合用組成物中の酸素含有量の評価を行ったところ、0.0009質量%と、酸素の含有量が0.0001質量%以上であることが確認できた。また、接合強度については比較例1〜比較例5よりも十分高い値となっていることが確認できた。   Further, when the oxygen content in the bonding composition was evaluated for Example 25, it was confirmed that the oxygen content was 0.0009 mass% and the oxygen content was 0.0001 mass% or more. Further, it was confirmed that the bonding strength was sufficiently higher than those of Comparative Examples 1 to 5.

Claims (7)

スズ、銀、及びイリジウムを含有しており、
前記スズを主成分として含有し、
前記銀を0.5質量%以上11.0質量%以下含有する接合用組成物。
Contains tin, silver, and iridium,
Containing tin as a main component,
A bonding composition containing 0.5% by mass or more and 11.0% by mass or less of the silver.
前記イリジウムを0.001質量%以上1.0質量%以下含有する請求項1に記載の接合用組成物。   The bonding composition according to claim 1, comprising 0.001% by mass or more and 1.0% by mass or less of the iridium. さらに、アルミニウムを0.001質量%以上0.8質量%以下含有する請求項1または2に記載の接合用組成物。   Furthermore, the composition for joining of Claim 1 or 2 containing 0.001 mass% or more and 0.8 mass% or less of aluminum. さらに、ゲルマニウムを0質量%以上1.0質量%以下、ニッケルを0質量%以上1.0質量%以下、銅を0質量以上0.1質量以下、マグネシウムを0質量%以上0.5質量以下含有する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の接合用組成物。   Further, germanium is 0% by mass to 1.0% by mass, nickel is 0% by mass to 1.0% by mass, copper is 0% by mass to 0.1% by mass, and magnesium is 0% by mass to 0.5% by mass. The bonding composition according to any one of claims 1 to 3, which is contained. 酸素の含有量が0.0001質量%以上2質量%以下である請求項1乃至4のいずれか一項に記載の接合用組成物。   The bonding composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the oxygen content is 0.0001 mass% or more and 2 mass% or less. 接合部分に酸化物を含む被接合材料を接合する際に用いる請求項1乃至5のいずれか一項に記載の接合用組成物。   The bonding composition according to any one of claims 1 to 5, which is used when a material to be bonded containing an oxide is bonded to a bonding portion. 前記酸化物が、ガラス、クロム酸化物、アルミニウム酸化物から選択された1種類以上である請求項6に記載の接合用組成物。   The bonding composition according to claim 6, wherein the oxide is at least one selected from glass, chromium oxide, and aluminum oxide.
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